211service.com
Nyt mål for menneskelig hjernebehandlingshastighed
I mere end et århundrede har psykologer brugt reaktionstiden som et vindue ind i hjernen. Tankegangen er, at informationsbehandling tager tid, så den gennemsnitlige tid, det tager at påbegynde eller fuldføre en opgave, afspejler varigheden af de kognitive processer, der er involveret i den.
For eksempel kan et typisk reaktionstidseksperiment bede en forsøgsperson om at klassificere en sekvens af bogstaver som et ord eller et nonord ved at trykke på en knap. Denne form for eksperiment kaldes en visuel leksikalsk beslutningsopgave.
Denne informationscentrerede tilgang er klart moden til en informationsteoretisk behandling. Og ganske rigtigt, ikke før havde Claude Shannon offentliggjort sin teori om information i 1940'erne, før psykologer begyndte at anvende den på udvekslingen af information mellem miljøet og hjernen, der foregår under reaktionstidseksperimenter.
Deres tilgang førte til sidst til Hicks lov, en af de få love for eksperimentel psykologi. Den siger, at den tid, det tager at træffe et valg, er lineært relateret til entropien af de mulige alternativer. Resultaterne fra forskellige reaktionstidseksperimenter synes at vise, at dette er tilfældet. Selvom et biprodukt af denne tilgang er, at resultaterne er tæt knyttet til den type eksperiment, der bruges til at måle reaktionstiden. Og det gør hvert enkelt studie særligt sårbart over for den eksperimentelle tilgangs idiosynkrasier.
I dag foreslår Fermin Moscoso del Prado Martín fra Université de Provence i Frankrig en ny måde at studere reaktionstider på ved at analysere entropien i deres fordeling, snarere på samme måde som termodynamikken.
Entropien er et skøn over mængden af information, der er nødvendig for at specificere systemets tilstand.
Moscoso del Prado siger, at entropien i fordelingen af reaktionstider er uafhængig af eksperimenttypen og giver derfor et bedre mål for de involverede kognitive processer. Det er vigtigt, ikke mindst fordi det giver en måde til lettere at sammenligne resultaterne fra forskellige typer eksperimenter.
Moscoso del Pradon bruger sin metode til at bestemme, hvor meget information hjernen kan behandle under leksikalske beslutningsopgaver. Svaret? Ikke mere end omkring 60 bits i sekundet. Dette er naturligvis ikke hele hjernens informationsbehandlingskapacitet, men et mål for input/outputkapaciteten under en specifik opgave.
Moscoso del Prado fortsætter med at analysere dataene fra forskellige typer reaktionstidseksperimenter, især for at bestemme, om informationsbehandlingshastigheden er konstant under en bestemt opgave, som antydet af Hicks lov. Moscoso del Prado mener, at det ikke er det.
Denne konstatering antyder et adaptivt system, hvor behandlingsbelastningen er dynamisk tilpasset opgavens krav, siger han. Det giver mening. Det virker skørt at antage, at hjernen fortsætter med at behandle data i samme hastighed uanset kompleksiteten af den aktuelle opgave.
Men dette har en vigtig implikation: at lineariteten af Hicks lov ikke altid gælder. Så Hicks lov vil have brug for en form for modifikation for at klare denne ikke-linearitet.
Det er endnu ikke klart, hvordan man omskriver en af adfærdspsykologiens grundlæggende love. Men det vil helt sikkert involvere en meget anden måde at se hjernen på, end da den blev formuleret.
Ref: arxiv.org/abs/0908.3170 : Thermodynamics of Human Reaction Times
Opdatering 28. august 09: Moscoso del Prado skriver:
Jeg har en lille videnskabelig kommentar til dit indlæg. Selvom jeg synes det
repræsenterer mine resultater meget godt, jeg finder den indledende sætning:
En ny måde at analysere menneskelige reaktionstider på viser, at hjernen bearbejder
data ikke hurtigere end 60 bits i sekundet.
lidt misvisende. Jeg synes ikke, jeg har vist noget om de øvre grænser
af behandlingshastigheden, i princippet kurven jeg viser i figur 4 af
manuskript kunne strække sig langt ud over dette, men jeg har ingen oplysninger at komme med
denne ekstrapolering, så jeg vil ikke påstå (i øjeblikket) nogen øvre grænse.